(57)【要約】【課題】外輪２の内周面に設けた大径軌道部２ａおよび小径軌道部２ｂと、内輪３の外周面に設けた大径軌道部３ａおよび小径軌道部３ｂとの間に二列の玉４Ａ，４Ｂそれぞれ介装し、互いの接触角θ１，θ２の傾きを同じ向きにしてなる複列斜接玉軸受１において、外輪２と内輪３とを非分離としたうえでそれらの軸方向での相対変位を許容し、軸受機能を保障する。【解決手段】内輪３の大径軌道部３ａの内端側と内輪３の小径軌道部３ｂの外端側とに、それぞれ各列の玉４Ａ，４Ｂの軸方向への転動を許容する第１、第２許容部３ｆ，３ｇを設けるとともに、各許容部３ｆ，３ｇの端部に各列の玉４Ａ，４Ｂの軸方向への所定量以上の移動を制限する第１、第２制限部（第１、第２湾曲斜面３ｈ，３ｉ）を設けた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪の内周面に設けた大径と小径の軌道部それぞれと、内輪の外周面に設けた大径と小径の軌道部それぞれとの間に複数の玉を介装し、互いの接触角の傾きを同じ向きにしてなる複列斜接玉軸受であって、
上記内輪において、その大径軌道部の内端側と小径軌道部の外端側とのそれぞれに玉の軸方向への転動を許容する第１、第２許容部を設けるとともに、各許容部の端部に玉の軸方向への所定量以上の移動を制限する第１、第２制限部を設けたことを特徴とする複列斜接玉軸受。
【請求項２】
上記内輪において、
その大径軌道部の外端に、当該大径軌道部の底部の外径より大きい大径肩部を、また、大径軌道部と小径軌道部との間に、上記大径肩部の外径より小さくかつ大径軌道部の底部の外径より大きい中径肩部を、小径軌道部の外端に、上記中径肩部の外径より小さくかつ小径軌道部の底部の外径より大きい小径肩部を、それぞれ設け、
上記中径肩部に、大径軌道部の底部の外径と同じ外径で大径軌道部と連続する円周面を上記第１許容部として設け、この中径肩部と当該第１許容部との段差部分を上記第１制限部となし、
上記小径肩部に、小径軌道部の底部の外径と同じ外径で小径軌道部と連続する円周面を上記第２許容部として設け、この小径肩部と当該第２許容部との段差部分を上記第２制限部となしたことを特徴とする請求項１に記載の複列斜接玉軸受。
【請求項３】
上記内輪において、
その大径軌道部を、大径肩部と中径肩部との段差部分に設けた湾曲斜面により構成し、その小径軌道部を、中径肩部と小径肩部との段差部分に設けた湾曲斜面により構成したことを特徴とする請求項２に記載の複列斜接玉軸受。
【請求項４】
上記外輪において、
その大径軌道部の外端に、当該大径軌道部の底部の内径と略同じ内径の大径肩部を、また、その小径軌道部の外端に、当該小径軌道部の底部の内径より小さい小径肩部を、さらに、上記大径軌道部と小径軌道部との間に、小径肩部の内径より大きくかつ小径軌道部の底部の内径より小さい中径肩部を、それぞれ設け、
上記大径軌道部を、大径肩部と中径肩部との段差部分に設けられる湾曲斜面により構成し、
上記小径軌道部を、小径肩部と中径肩部との段差部分に設けられる湾曲斜面により構成した、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の複列斜接玉軸受。
【請求項５】
金属からなる回転軸を当該金属よりも線膨張係数の大きな金属からなるハウジングの内周に二つの斜接型転がり軸受を介して支持し、この二つの斜接型転がり軸受を正面組み合わせとした回転軸支持構造であって、
上記両斜接型転がり軸受において、それぞれの外輪の背面を上記ハウジングに設けられる二つの径方向内向きの段部の径方向に沿う各側面にそれぞれ当接させる一方で、それぞれの内輪の背面を回転軸に設けられる径方向外向きの段部の径方向に沿う各側面にそれぞれ当接させた状態で定位置予圧を付与し、
上記両斜接型転がり軸受のうちの少なくとも一方の斜接型転がり軸受を請求項１から４のいずれかに記載の複列斜接玉軸受としたことを特徴とする回転軸支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いの接触角の傾きを同じ向きにした複列斜接玉軸受およびこの複列斜接玉軸受を用いた回転軸支持構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車等の車両に搭載されるトランスミッションやデファレンシャル等では、それらの適宜の回転軸をハウジングの内周に二つの円すいころ軸受を介して支持している（例えば特許文献１参照。）。しかし、円すいころ軸受は、外輪および内輪と円すいころとの接触面積が大きく、かつ内輪の大鍔部との間ですべりが生じるため、回転抵抗が比較的大きい。
【０００３】
そこで、円すいころ軸受に比べて回転抵抗の小さい玉軸受を用いることが考えられるが、アキシアル荷重やラジアル荷重の負荷容量の大きな複列斜接玉軸受を用いるのが好ましい。この複列斜接玉軸受には、互いの接触角の傾きを同じ向きにしたタンデム型と呼ばれるものがある。このタンデム型の複列斜接玉軸受の一例を図５に示す。外輪８１と内輪９１とを軸方向に非分離とするために、外輪８１の大径肩部８４の内径を大径軌道部８２の底部の内径より僅かに小さくするとともに中径肩部８５の内径を小径軌道部８３の底部の内径より僅かに小さくし、さらに、内輪９１の中径肩部９４の外径を大径軌道部９２の底部の外径より僅かに大きくするとともに小径肩部９５の外径を小径軌道部９３の底部の外径より僅かに大きくしている。つまり、外輪８１の大径肩部８４および中径肩部８５と、内輪９１の中径肩部９４および小径肩部９５とが、各列の玉８０Ａ，８０Ｂを軸方向不動とするための引っ掛かりになって、外輪８１と内輪９１とが軸方向に非分離となる。
【０００４】
近年では、トランスミッションやデファレンシャルのハウジングを軽量化のために鉄系金属に替えて軽合金（例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金等）で形成することがあるが、回転軸を強度や剛性の関係より鉄系金属にしているので、回転軸の支持に用いる複列斜接玉軸受に定位置予圧を付与している場合、ハウジングと回転軸との線膨張係数の差により、高温時に複列斜接玉軸受の予圧が抜ける傾向となる。このような予圧抜けは、図５に示すように、外輪８１と内輪９１とを軸方向に引き離す矢印向きの力Ｆ１，Ｆ２が働くことによって発生するので、甚だしい場合には二列の玉８０Ａ，８０Ｂが外輪８１の大径肩部８４および中径肩部８５と、内輪９１の中径肩部９４および小径肩部９５との各端縁に乗り上げる現象が起こって、玉８０Ａ，８０Ｂの転動動作を阻害するおそれがある。
【特許文献１】特開平８−７４８４５号（図７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、互いの接触角の傾きを同じ向きにした複列斜接玉軸受において、外輪と内輪とを非分離としたうえで、それらの軸方向での相対変位を許容し、外輪と内輪とを軸方向に引き離す向きの力が働いたときには、玉の円周方向での転動動作を保障し、軸受機能を確保することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、外輪の内周面に設けた大径と小径の軌道部それぞれと、内輪の外周面に設けた大径と小径の軌道部それぞれとの間に複数の玉を介装し、互いの接触角の傾きを同じ向きにしてなる複列斜接玉軸受であって、上記内輪において、その大径軌道部の内端側と小径軌道部の外端側とのそれぞれに玉の軸方向への転動を許容する第１、第２許容部を設けるとともに、各許容部の端部に玉の軸方向への所定量以上の移動を制限する第１、第２制限部を設けたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によると、外輪と内輪とを軸方向に引き離す向きの力が働いたとき、各列の玉が内輪の第１、第２許容部上を軸方向に転動して、外輪と内輪とを軸方向に所定量だけ引き離せるようになる。この状態でも、各列の玉が円周方向に円滑に転動できるので、ラジアル荷重を受けることができる。しかも、所定量以上の玉の軸方向への移動が第１、第２制限部で制限されるから、外輪と内輪とが分離せずに済む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、外輪と内輪とを非分離とすることができて、しかも、それらの軸方向での相対変位を許容し、外輪と内輪とを軸方向に引き離す向きの力が働いたときに、玉の円周方向での転動動作を保障し、軸受機能を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を図面に示す最良の実施形態に基づいて説明する。図１は、複列斜接玉軸受の上半分を示す断面図、図２は、外輪と内輪を軸方向に引き離したときの状態を示す図である。
【００１０】
図に示す複列斜接玉軸受１は、外輪２、内輪３、二列の玉４Ａ，４Ｂ、二つの保持器５，６を備えた構成であり、二列の玉４Ａ，４Ｂの直径を同一にし、一方列の玉４Ａのピッチ円直径Ｄ１を他方列の玉４Ｂのピッチ円直径Ｄ２より大きくし、さらに、二列の玉４Ａ，４Ｂの接触角θ１，θ２を同一にし、互いの接触角θ１，θ２の傾きを同じ向きにしている。このような構成の複列斜接玉軸受１を、タンデム型と言う。但し、二列の玉４Ａ，４Ｂの直径、接触角θ１，θ２が異なる場合もタンデム型の複列斜接玉軸受と言う。
【００１１】
外輪２は、内周面が軸方向に階段状に縮径された形状であり、具体的に、軸方向に並ぶ大径軌道部２ａおよび小径軌道部２ｂを有し、大径軌道部２ａの外端側に大径肩部２ｃが、また、小径軌道部２ｂの外端側に小径肩部２ｄが、さらに、大径軌道部２ａと小径軌道部２ｂとの間に中径肩部２ｅが、それぞれ設けられている。大径肩部２ｃの内径は大径軌道部２ａの底部の内径と同じである。小径肩部２ｄの内径は小径軌道部２ｂの底部の内径より小さい。中径肩部２ｅの内径は、小径肩部２ｄの内径より大きくかつ小径軌道部２ｂの底部の内径より僅かに小さい。大径軌道部２ａは大径肩部２ｃと中径肩部２ｅとの段差部分に設けられる湾曲斜面からなり、小径軌道部２ｂは中径肩部２ｅと小径肩部２ｄとの段差部分に設けられる湾曲斜面からなる。
【００１２】
内輪３は、外周面が軸方向に階段状に縮径された形状であり、具体的に、軸方向に並ぶ大径軌道部３ａおよび小径軌道部３ｂを有し、大径軌道部３ａの外端側に大径肩部３ｃが、また、小径軌道部３ｂの外端側に小径肩部３ｄが、さらに、大径軌道部３ａと小径軌道部３ｂとの間に中径肩部３ｅが、それぞれ設けられている。大径肩部３ｃの外径は大径軌道部３ａの底部の外径より大きい。小径肩部３ｄの外径は中径肩部３ｅの外径より小さくかつ小径軌道部３ｂの底部の外径より僅かに大きい。中径肩部３ｅの外径は、大径肩部３ｃの外径より小さくかつ大径軌道部３ａの底部の外径より僅かに大きい。大径軌道部３ａは大径肩部３ｃと中径肩部３ｅとの段差部分に設けられる湾曲斜面からなり、小径軌道部３ｂは中径肩部３ｅと小径肩部３ｄとの段差部分に設けられる湾曲斜面からなる。
【００１３】
外輪２の大径軌道部２ａと内輪３の大径軌道部３ａとの間に介装されてピッチ円直径Ｄ１が大きくなった列の玉４Ａを大径列の玉と言う。また、外輪２の小径軌道部２ｂと内輪３の小径軌道部３ａとの間に介装されてピッチ円直径Ｄ２が小さくなった列の玉４Ｂを小径列の玉と言う。これら大径列の玉４Ａおよび小径列の列４Ｂは、例えば冠型保持器と呼ばれる保持器５，６で別々に保持され、玉一つずつが円周方向等間隔に配置されている。
【００１４】
このようなタンデム型の複列斜接玉軸受１において、内輪３の中径肩部３ｅおよび小径肩部３ｄに、各列の玉４Ａ，４Ｂの軸方向への転動を許容する第１、第２の許容部３ｆ，３ｇを設けている。
【００１５】
中径肩部３ｅの第１許容部３ｆは、大径軌道部３ａの底部の外径と同じ外径で大径軌道部３ａへ向けて連続した円周面からなる。小径肩部３ｄの第２許容部３ｇは、小径軌道部３ｂの底部の外径と同じ外径で小径軌道部３ｂへ向けて連続する円周面からなる。両許容部３ｆ，３ｇは、いずれも、回転軸線に沿う方向に沿って所定の長さに設定されている。
【００１６】
中径肩部３ｅと第１許容部３ｆとの段差部分には、小径列の玉４Ｂの曲率と略同一の曲率を有する第１湾曲斜面３ｈが形成されている。小径肩部３ｄとその許容部３ｇとの段差部分には、大径列の玉４Ａの曲率と略同一の曲率を有する第２湾曲斜面３ｉが形成されている。これらの湾曲斜面３ｈ，３ｉが各列の玉４Ａ，４Ｂの軸方向への所定量以上の移動を制限する第１、第２制限部となる。
【００１７】
以上説明した複列斜接玉軸受１は、外輪２の中径肩部２ｅに小径列の玉４Ｂを軸方向で引っ掛かける一方で、大径列の玉４Ａを内輪３の大径軌道部３ａおよび第１許容部３ｆ内に、また、小径列の玉４Ｂを内輪３の小径軌道部３ｂおよび第２許容部３ｇ内にそれぞれ入れて第１、第２湾曲斜面３ｈ，３ｉで軸方向への転動範囲を規制しているので、軸受構成要素が非分離となる。しかも、図２に示すように、外輪２と内輪３とを軸方向に引き離すような力Ｆ１，Ｆ２が働いたとき、各列の玉４Ａ，４Ｂが内輪３の第１、第２許容部３ｆ，３ｇ上を軸方向に転動して、外輪２と内輪３とを軸方向に所定量だけ引き離せるようになる。この状態でも、各列の玉４Ａ，４Ｂが円周方向に円滑に転動できるので、ラジアル荷重を受けることができる。
【００１８】
このような構成の複列斜接玉軸受１の組み立ては、内輪３の大径軌道部３ａおよび小径軌道部３ｂの外周に保持器５で保持された大径列の玉４Ａおよび保持器６で保持された小径列の玉４Ｂを取り付け、この組品に対し外輪２を焼き嵌めすることにより行う。
【００１９】
ところで、上述したタンデム型の複列斜接玉軸受１は、図３に示すように、トランスミッションに用いることができる。トランスミッションのツーピース構造のハウジング１０，１１内にギヤ１３付きの回転軸１２を、図１に示すタンデム型の複列斜接玉軸受１と円すいころ軸受１４とを介して回転自在に支持している。複列斜接玉軸受１と円すいころ軸受１４とは、正面組み合わせで組み込まれており、これらの軸受１，１４に定位置予圧を付与している。
【００２０】
具体的に、この定位置予圧は、複列斜接玉軸受１の外輪２の背面をハウジング１０の径方向内向きの段部１０ａに当接し、複列深溝玉軸受１の内輪３の背面および円すいころ軸受１４の内輪１４ｂの背面をギヤ１３の両側面に当接した状態において、円すいころ軸受１４の外輪１４ａの背面とハウジング１１の径方向内向きの段部１１ａとの間に、予め寸法を調整した間座１５を挟むことにより行う。
【００２１】
このような構造において、ハウジング１０，１１を軽合金（例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金等）とし、回転軸１２を鉄系金属としている場合、それらの線膨張係数の差により、高温時に各軸受１，１４に付与している予圧が抜ける傾向となるので、常温時における予圧と高温時における予圧抜けの程度とを考慮して経験的に適宜設定している。
【００２２】
ここで、仮に、高温時において予圧抜けが発生したときには、複列斜接玉軸受１の外輪２と内輪３とを軸方向に引き離す力が働くが、このとき、上述したように複列斜接玉軸受１の内輪３の第１、第２許容部３ｆ，３ｇ上を各列の玉４Ａ，４Ｂが軸方向に転動するので、従来例のような玉乗り上げの発生を防止できる。したがって、この状態でも、各列の玉４Ａ，４Ｂが円周方向に円滑に転動できるので、ラジアル荷重を受けることができるとともに、回転軸１２の回転を安定的に支持できる。
【００２３】
この他、上述したタンデム型の複列斜接玉軸受１は、図４に示すように、デファレンシャルのサイドギヤの支持に用いることができる。
【００２４】
図に示すように、リングギヤ２０付きのデフケース２１をハウジング２２に、図１に示すタンデム型の複列斜接玉軸受１と円すいころ軸受２３とを介して回転自在に支持している。
【００２５】
デフケース２１は、ケース本体２４と蓋状部材２５とからなるツーピース構造となっていて、その内部には、不図示の二つのピニオンギヤおよび二つのサイドギヤなどが収納配置されている。ケース本体２４には、一方側のアクスルシャフト２６が挿通される円筒形のボス部２４ａが形成されている。蓋状部材２５には他方側のアクスルシャフト２７が挿通される円筒形のボス部２５ａが形成されている。両ボス部２４ａ，２５ａは同軸上に設けられる。蓋状部材２５の外径側にリングギヤ２０がボルト止めされている。
【００２６】
ハウジング２２には、デフケース２１のケース本体２４と蓋状部材２５それぞれのボス部２４ａ，２５ａが挿通される円筒部２２ａ，２２ｂが同軸に設けられている。
【００２７】
ハウジング２２の一方円筒部２２ａとデフケース２１の一方ボス部２４ａとの間に上記円すいころ軸受２３が、また、他方円筒部２２ｂとデフケース２１の他方ボス部２５ａとの間に上記タンデム型の複列斜接玉軸受１が組み込まれている。これら両軸受１，２３を正面組み合わせとする。
【００２８】
そして、円すいころ軸受２３の外輪２３ａの背面をハウジング２２の一方円筒部２２ａに設けてある段部側面２２ｃに当接させ、内輪２３ｂの背面をデフケース２１のケース本体２４におけるボス部２４ａに設けてある段部側面２４ｂに当接させている。複列斜接玉軸受１の外輪２の背面をハウジング２２の他方円筒部２２ｂの段部側面２２ｄに当接させ、内輪３の背面を蓋状部材２５の外側面２５ｂに当接させている。この状態で、両軸受１，２３とデフケース２１とハウジング２２との寸法を調整することにより両軸受１，２３に定位置予圧を付与している。
【００２９】
以上の構成において、デフケース２１と両軸受１，２３の軌道輪材料とをそれらの強度確保のために鉄系金属とする一方、ハウジング２２をその軽量化のために軽合金（例えばアルミニウム合金やマグネシウム合金等）としている。この場合、鉄系金属と軽合金との線膨張係数に差があるので、高温時にデフケース２１とハウジング２２との熱膨張率の差により、両軸受１，２３に付与している予圧が抜ける傾向となるが、その場合でも、複列斜接玉軸受１の各列の玉４Ａ，玉４Ｂが円周方向に転動できるので、デファレンシャルに動作障害が発生することを防止できる。
【００３０】
なお、図３および図４において、円すいころ軸受１４，２３を、図１に示すタンデム型の複列斜接玉軸受１としたものも本発明に含む。この場合、円すいころ軸受１４，２３を用いる場合に比べて回転抵抗の軽減に効果的である。また、本発明の複列斜接玉軸受１の使用対象は、上記以外に四輪駆動車両に搭載されるトランスファの適宜の回転軸支持部分等に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の最良の形態に係る複列斜接玉軸受の上半分を示す断面図
【図２】図１の外輪と内輪とを軸方向に引き離したときの状態を示す図
【図３】図１に示す複列斜接玉軸受の使用例を示す断面図
【図４】図１に示す複列斜接玉軸受の他の使用例を示す断面図
【図５】従来例のタンデム型の複列斜接玉軸受の上半分を示す断面図
【符号の説明】
【００３２】
１…複列斜接玉軸受、２…外輪、２ａ…大径軌道部、２ｂ…小径軌道部、２ｃ…大径肩部、２ｄ…小径肩部、２ｅ…中径肩部、３…内輪、３ａ…大径軌道部、３ｂ…小径軌道部、３ｃ…大径肩部、３ｄ…小径肩部、３ｅ…中径肩部、３ｆ…第１許容部、３ｇ…第２許容部、３ｈ…第１湾曲斜面（第１制限部）、３ｉ…第２湾曲斜面（第２制限部）、４Ａ…大径列の玉、４Ｂ…小径列の玉。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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